Nghiên cứu xây dựng cơ sở dữ liệu hệ thống thông tin địa lý (GIS) phục vụ cho bảo tồn và phát triển bền vững vườn quốc gia xuân thủy nam định

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------------

Trần Thị Thúy

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA
LÝ (GIS) PHỤC VỤ CHO BẢO TỒN VÀ PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG VƢỜN
QUỐC GIA XUÂN THỦY - NAM ĐỊNH

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

Hà Nội - Năm 2017


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
----------------------------

Trần Thị Thúy

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU HỆ THỐNG THÔNG TIN
ĐỊA LÝ (GIS) PHỤC VỤ CHO BẢO TỒN VÀ PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG
VƢỜN QUỐC GIA XUÂN THỦY - NAM ĐỊNH

Chuyên ngành: Khoa học Môi trƣờng
Mã số: 60440301

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS.TS. Trần Văn Thụy

Hà Nội - 2017


LỜI MỞ ĐẦU
Lời đầu tiên em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới PGS.TS Trần Văn Thụy, thầy
là ngƣời đã đƣa ra định hƣớng và tận tình hƣớng dẫn về mặt khoa học cho em, giúp
đỡ em trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo trong bộ môn Sinh thái Môi
trƣờng nói riêng và Khoa môi trƣờng nói chung đã cung cấp các kiến thức khoa học
và tạo điều kiện tốt nhất để em hoàn thành luận văn này.
Xin chân thành cảm ơn ban lãnh đạo Trung tâm Điều tra, đo đạc và bản đồ
cùng các đồng nghiệp đã tạo điều kiện thuận lợi giúp tôi trong suốt quá trình hoàn
thiện luận văn.
Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ, động viên và tạo mọi điều
kiện của gia đình, ngƣời thân, bạn bè để em hoàn thành luận văn này.

Hà Nội, tháng 12 năm 2017
HVCH. Trần Thị Thúy

i


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ...................................... 3
1. Tổng quan về hệ thống thông tin địa lý GIS........................................................3
1.1. Khái niệm về GIS ..........................................................................................3
1.2. Lịch sử hình thành và phát triển của hệ thống thông tin địa lí ......................4

1.3. Cơ sở dữ liệu GIS ..........................................................................................6
1.4. Chức năng của Hệ thông tin địa lý GIS.......................................................10
1.5. Ứng dụng thực tế của GIS ...........................................................................12
2. Đặc điểm tự nhiên Vƣờn Quốc gia Xuân Thủy .................................................13
2.1. Vị trí địa lý ..................................................................................................13
2.2. Đặc điểm địa chất, địa mạo, địa hình ..........................................................14
2.3. Đặc điểm khí hậu, thủy - hải văn ................................................................18
2.4. Đa dạng thành phần loài sinh vật Vƣờn Quốc gia Xuân Thủy ...................20
CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................ 28
1. Đối tƣợng nghiên cứu ........................................................................................28
2. Phạm vi nghiên cứu ...........................................................................................28
3. Phƣơng pháp nghiên cứu ...................................................................................28
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .................................. 32
1. Xây dựng cơ sở dữ liệu chuyên đề sinh thái ......................................................32
2. Xây dựng cơ sở dữ liệu nền địa lý .....................................................................33
2.1. Cơ sở thiết kế ...............................................................................................33
2.2. Nguồn dữ liệu ..............................................................................................33
2.3. Khảo sát hiện trạng dữ liệu..........................................................................33
2.4. Thiết kế Geodatabase ..................................................................................35
2.5. Nhập dữ liệu vào Geodatabase ....................................................................36
3. Kết quả xây dựng cơ sở dữ liệu nền địa lý ........................................................38
4. Kết quả xây dựng cơ sở dữ liệu GIS sinh thái ...................................................41
4.1. Xây dựng cơ sở dữ liệu hiện trạng các hệ sinh thái ....................................41
4.2. Chuyên đề thành lập bản đồ định hƣớng sử dụng hợp lý các hệ sinh thái ..50
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ ........................................................................... 64
ii


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
BĐĐH

Bản đồ địa hình

CSDL

Cơ sở dữ liệu

CSHT

Cơ sở hạ tầng

DC

Dân cƣ

ĐDSH

Đa dạng sinh học

ĐNN

Đất ngập nƣớc

HTTDL

Hệ thông tin địa lý

HST

Hệ sinh thái

HQTCSDL

Hệ quản trị cơ sở dữ liệu

DBMS (Database Management System)

Hệ thống quản trị dữ liệu

ESRI (Enviromental System Reseach Institute)
GIS (Geographic Information System)

Viện Nghiên cứu hệ thống Môi
trƣờng
Hệ thống thông tin địa lý

GEMS (Global environmental monitoring
system)

Hệ thống quan trắc toàn cầu

ISO (International Organization for

Tổ chức Quốc tế về tiêu chuẩn

Standardization)

hoá.

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

VQG

Vƣờn Quốc gia

KBT

Khu bảo tồn

RNM

Rừng ngập mặn

iii


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1: Đa dạng thảm thực vật VQG Xuân Thủy ....................................................21
Bảng 2: Số lƣợng loài thực vật nổi tại VQG XT ......................................................22
Bảng 3: Số lƣợng loài động vật nổi tại VQG Xuân Thủy.........................................22
Bảng 4: Cấu trúc về thành phần loài của từng nhóm động vật đáy ..........................23
Bảng 5: Cấu trúc thành phần loài côn trùng của VQG Xuân Thủy ..........................24
Bảng 6: Cấu trúc thành phần loài cá của VQG Xuân Thủy ......................................25
Bảng 7: Danh lục các loài chim quý hiếm tại VQG Xuân Thủy ..............................26
Bảng 8: Gộp nhóm dữ liệu ........................................................................................34
Bảng 9: Dữ liệu thuộc tính của các đối tƣợng nền địa lý ..........................................36

iv

DANH MỤC HÌNH
Hình 1: Tổ chức cơ sở dữ liệu - GeoDatabase ............................................................9
Hình 2: Vƣờn Quốc gia Xuân Thuỷ - Huyện Giao Thuỷ .........................................13
Hình 3: Mô hình tổ chức dữ liệu trong CSDL GIS ...................................................32
Hình 4: Nội dung dữ liệu Thủy hệ ............................................................................38
Hình 5: Nội dung dữ liệu giao thông ........................................................................39
Hình 6: Nội dung dữ liệu Địa hình............................................................................39
Hình 7: Nội dung dữ liệu Dân cƣ cơ sở hạ tầng........................................................40
Hình 8: Lớp thông tin ảnh vệ tinh .............................................................................40
Hình 9: Sơ đồ quy trình công nghệ thành lập bản đồ chuyên đề ..............................42
Hình 10: Bản đồ chuyên đề hiện trạng các hệ sinh thái Vƣờn Quốc gia Xuân Thủy....43
Hình 11: Thành lập bản đồ định hƣớng sử dụng hợp lý các hệ sinh thái Vƣờn Quốc
gia Xuân Thủy ...........................................................................................................62

v


MỞ ĐẦU
Việt Nam là nƣớc có tính đa dạng sinh học cao và đã đƣợc công nhận là một
trong các quốc gia cần đƣợc ƣu tiên cho bảo tồn toàn cầu. Chính vì nhận thức đƣợc
sự cần thiết đó, từ đầu những năm 1960 của thế kỷ trƣớc, Đảng và nhà nƣớc đã có
những chính sách bảo tồn. Tuy nhiên, quyết tâm và cam kết bảo tồn ĐDSH của nhà
nƣớc đƣợc chú trọng hơn sau khi Việt Nam trở thành viên công ƣớc về Đa dạng sinh
học (Convention on Biological Diversity - CBD) và Công ƣớc về thƣơng mại quốc tế
các loài động, thực vật hoang dã nguy cấp (Convention on International Trade in
Endangered Species of Wild Fauna and Flora - CITES) năm 1994. Một hệ thống các
vƣờn quốc gia và khu bảo tồn của Việt Nam đã đƣợc quy hoạch và thành lập trên
toàn quốc (theo Luật Bảo vệ và Phát triển rừng, Luật Thủy sản). Đến nay, Việt Nam

đã có 164 khu bảo tồn rừng đặc dụng với tổng diện tích gần 2,2 triệu ha [2].
Cách Hà Nội khoảng 150km về phía Nam, Vƣờn quốc gia (VQG) Xuân
Thủy (Nam Định) là vùng đất và bãi bồi nơi sông Hồng đổ ra biển thuộc
huyện Giao Thủy, tỉnh Nam Định, có tổng diện tích tự nhiên là 15.100 ha bao gồm:
7.100 ha vùng lõi VQG Xuân Thủy và 8.000 ha vùng đệm. Năm 1989, vùng đất này
đã đƣợc ghi nhận vào danh sách 50 điểm tham gia công ƣớc quốc tế Ramsar. Đến
tháng 10/2004, VQG Xuân Thủy tiếp tục đƣợc UNESCO công nhận là vùng lõi của
Khu dự trữ sinh quyển thế giới liên tỉnh ven biển châu thổ sông Hồng (bao gồm các
vùng đất ngập nƣớc ven biển của 3 tỉnh: Nam Định, Thái Bình và Ninh Bình). Nơi
đây là vùng đất đƣợc đánh giá có sự đa dạng sinh học cao, có nhiều loài chim di trú,
đặc biệt là có những loài quý hiếm trong sách đỏ. Tuy nhiên, Vƣờn Quốc gia Xuân
Thủy đang đứng trƣớc những thực trạng khó khăn, do dân số quá đông, sức ép về
khai thác nguồn lợi từ tự nhiên và sinh kế của ngƣời dân vùng đệm tác động lên
vùng lõi, các hoạt động sản xuất phát triển kinh tế đã gây tác động đến môi trƣờng
tự nhiên và tác động tiêu cực đến cân bằng sinh thái tự nhiên nơi đây.
Hiện nay, với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin, đặc biệt trong
việc thu nhận và xử lý số, việc tích hợp từ dữ liệu Viễn thám (Remote Sensing-RS),
hệ thống định vị toàn cầu (Global Possition System - GPS), hệ thống thông tin địa
lý (Geographic Information System - GIS) đã và đang đƣợc áp dụng rộng rãi trong
công tác giám sát, điều tra, đánh giá diễn biến tài nguyên nói chung cũng nhƣ các hệ
1


sinh thái rừng nói riêng nhằm hỗ trợ công tác bảo tồn và quản lý tài nguyên thiên
nhiên. GIS là công cụ đắc lực trong quản lý tài nguyên thiên nhiên. GIS có thể đƣợc
dùng để tạo bản đồ phân bố tài nguyên, kiểm kê, đánh giá trữ lƣợng tài nguyên,...Để
đạt đƣợc mục đích quản lý, sử dụng tài nguyên thiên nhiên một cách hiệu quả, cần
phải một cơ sở dữ liệu đầy đủ và đƣợc xây dựng trong một hệ thống thông tin hiện
đại, đáp ứng các nhu cầu diễn biến mạnh mẽ trong thời đại hiện nay. Với ƣu điểm
nổi trội về khả năng cập nhật, lƣu trữ, phân tích, hiển thị và chia sẻ thông tin, GIS

đã thực sự trở thành công cụ hiện đại và có hiệu quả hỗ trợ công tác xây dựng cơ sở
dữ liệu phục vụ bảo tồn và phát triển nguồn tài nguyên.
Xuất phát từ thực tiễn trên, đề tài luận văn “Nghiên cứu xây dựng cơ sở dữ
liệu hệ thống thông tin địa lý (GIS)phục vụ cho bảo tồn và phát triển bền vững
Vườn Quốc gia Xuân Thủy - Nam Định”đƣợc thực hiện nhằm nghiên cứu, đánh
giá đƣợc hiện trạng các hệ sinh thái Vƣờn Quốc gia Xuân Thủy, nhằm bảo tồn và
phát triển bền vững các hệ sinh thái bằng phƣơng pháp xây dựng cơ sở dữ liệu GIS.
Từ những lí do trên, mục tiêu nghiên cứu của đề tài gồm:
Sử dụng phƣơng pháp xây dựng cơ sở dữ liệu GIS để xây dựng các bản đồ
chuyên đề nhằm phục vụ bảo tồn và phát triển bền vững Vƣờn Quốc gia Xuân
Thủy.
Để đáp ứng những mục tiêu của đề tài, luận văn thực hiện các nội dung chính sau:
- Nghiên cứu xây dựng cơ sở dữ liệu nền địa lý
- Xây dựng cơ sở dữ liệu chuyên đề hiện trạng các hệ sinh thái
- Đánh giá khái quát hiện trạng đa dạng sinh học Vƣờn Quốc gia Xuân Thủy
+ Hiện trạng đa dạng các kiểu hệ sinh thái
+ Hiện trạng đa dạng thành phần loài sinh vật
- Xây dựng cơ sở dữ liệu chuyên đề định hƣớng sử dụng hợp lý các hệ sinh
thái Vƣờn Quốc gia Xuân Thủy.

2


CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1. Tổng quan về hệ thống thông tin địa lý GIS
1.1. Khái niệm về GIS
Hệ thống thông tin địa lý - Geographic Information System (GIS) là một
nhánh của công nghệ thông tin, đã hình thành từ những năm 60 của thế kỷ trƣớc và
phát triển rất mạnh trong những năm gần đây.Từ năm 1980 đến nay đã có rất nhiều
các định nghĩa đƣợc đƣa ra, tuy nhiên không có định nghĩa nào khái quát đầy đủ về

GIS vì phần lớn chúng đều đƣợc xây dựng trên khía cạnh ứng dụng cụ thể trong
từng lĩnh vực [8].
Theo Viện nghiên cứu môi trƣờng Mỹ (Environmental System Research
Institute - ESRI, 1994) “Hệthông tin địa lý (HTTĐL) - Geographical Information
System (GIS) là một tổ chức tổng thể của bốn hợp phần: phần cứng máy tính, phần
mềm, tƣ liệu địa lý và ngƣời điều hành, đƣợc thiết kế hoạt động một cách có hiệu
quả nhằm tiếp nhận, lƣu trữ, điều khiển, phân tích và hiển thị toàn bộ các dạng dữ
liệu địa lý. HTTĐL cómục tiêu đầu tiên là xử lý hệ thống dữ liệu trong môi trƣờng
không gian địa lý”.
Từ các tiếp cận khác nhau, nhiều nhà khoa học đã cho những định nghĩa
khác nhau về GIS:
- Những nhà khoa học trong các lĩnh vực địa chất, môi trƣờng, tài nguyên,...
sử dụng GIS nhƣ là những công cụ phục vụ cho những công trình nghiên cứu của
mình đã định nghĩa GIS: “GIS là một hộp công cụmạnh đƣợc dùng để lƣu trữ và truy
vấn tùy ý, biến đổi và hiển thị dữ liệu không gian từ thế giới thực cho những mục tiêu
đặc biệt”. (Burrough, 1986).“Hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống có chức năng
xử lý các thông tin địa lý nhằm phục vụ việc quy hoạch, trợ giúp quyết định trong
một lĩnh vực chuyên môn nhất định”.(Pavlidis, 1982).
- Từ những chức năng cần có của một hệ thống thông tin địa lý, một số nhà
khoa học đã định nghĩa: “Hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống chứa hàng loạt
chức năng phức tạp dựa vào khả năng của máy tính và các toán tử xử lý thông tin
không gian”. (Tomlinson and Boy, 1981; Dangemond, 1983).“Hệ thống thông tin
địa lý là một hệ thống tự động thu thập, lƣu trữ, truy vấn, phân tích và hiển thị dữ
liệu không gian”.(Clarke, 1995).“Hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống quản trị
3


cơ sở dữ liệu bằng máy tính để thu thập, lƣu trữ, phân tích, và hiển thị dữ liệu không
gian”.(NCGIA - National Center for Geographic Information and Analysis, 1988).
“Hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống bao gồm bốn khả năng xử lý dữ liệu địa

lý sau: (1) nhập dữ liệu, (2) quản lý dữ liệu (bao gồm lƣu trữ và truy xuất), (3) gia
công và phân tích dữ liệu, (4) xuất dữ liệu”. (Stan Aronoff, 1993).
- Theo quan điểm hệ thống thông tin, một số nhà khoa học đã định nghĩa:
“GIS là một hệ thống thông tin đƣợc thiết kế để làm việc với dữ liệu có tham chiếu
tọa độ địa lý. Nói cách khác, GIS là hệ thống gồm hệ cơ sở dữ liệu với những dữ
liệu có tham chiếu không gian và một tập những thuật toán để làm việc trên dữ liệu
đó”.(Star and Estes, 1990).“GIS là một hệ thống thông tin đặc biệt với cơ sở dữ liệu
gồm những đối tƣợng, những hoạt động hay những sự kiện phân bố trong không
gian đƣợc biểu diễn nhƣ những điểm, đƣờng, vùng trong hệ thống máy tính. Hệ
thống thông tin địa lý xử lý, truy vấn dữ liệu theo điểm, đƣờng, vùng phục vụ cho
những hỏi đáp và phân tích đặc biệt”(Dueker, 1979).
Những định nghĩa trên cho thấy rằng hệ thống thông tin địa lý có những khả
năng của một hệ thống máy tính (phần cứng, phần mềm và các thiết bị ngoại vi)
dùng để nhập, lƣu trữ, truy vấn, xử lý, phân tích và hiển thị hoặcxuất dữ liệu. Trong
đó, cơ sở dữ liệu của hệ thống là những dữ liệu về các đối tƣợng, các hoạt động
kinh tế, xã hội, nhân văn phân bố trong không gian tại những thời điểm nhất định.
1.2. Lịch sử hình thành và phát triển của hệ thống thông tin địa lí
Hệ thống địa lí đƣợc sử dụng sớm nhất vào năm 1854 bởi một ngƣời Anh
tên là John Snow. Ông đã mô tả sự lây lan của bệnh dịch tả ở Luân Đôn bằng cách
đánh dấu các điểm dịch lên bản đồ, và cách làm của ông đã mang lại hiệu quả trong
việc xác định hƣớng lây lan của dịch bệnh và kịp thời ngăn chặn.
Năm 1962, hệ thống thông tin địa lí đầu tiên hoạt động thực sự trên thế giới
đƣợc ra đời tại Canada, đƣợc phát triển bởi cục phát triển nông lâm nghiệp
Canada.Đó là công trình nghiên cứu của tiến sĩ Roger Tomlinson có tên là Canada
Geographic Information System (CGIS). Hệ thống này đƣợc sử dụng để lƣu trữ,
phân tích và quản lý các dữ liệu đƣợc thu thập cho Canada Land Inventory (CLI),
một tổ chức xác định tiềm năng đất đai cho nền nông nghiệp Canada bằng cách ánh

4

xạ các thông tin về đất, rừng, các loại động vật, sông suối, đất nông nghiệp… vào
bản đồ với tỉ lệ 1:50.000.
Năm 1964, Howard T.Fisher thành lập phòng thí nghiệm đồ họa máy tính và
phân tích không gian tại trƣờng Harvard Graduate School of Design, nơi mà một số
khái niệm lý thuyết quan trọng về vận dụng dữ liệu không gian đƣợc phát triển. Vào
năm 1970, họ đã đƣa ra code của hệ thống còn sơ khai và các hệ thống nhƣ
'SYMAP', 'GRID', 'ODYSSEY' nhƣ là một sự phát triển thƣơng mại đến các trƣờng
đại học, các trung tâm nghiên cứu và các tổ chức trên thế giới.Năm 1968, Hội địa lý
quốc tế đã quyết định thành lập Uỷ ban thu thập và xử lý dữ liệu địa lý.
Trong những năm 70 ở Bắc Mỹ đã có sự quan tâm nhiều hơn đến việc bảo vệ
môi trƣờng và phát triển Hệ thông tin địa lý.Hàng loạt yếu tố đã thay đổi một cách
thuận lợi cho sự phát triển của Hệ thông tin địa lý, đặc biệt là sự giảm giá thành
cùng với sự tăng kích thƣớc bộ nhớ, tăng tốc độ tính toán của máy tính. Vì vậy, Hệ
thông tin địa lý dần dần đƣợc thƣơng mại hóa. Đứng đầu trong lĩnh vực thƣơng mại
phải kể đến các cơ quan, công ty: ESRI, GIMNS, Intergraph,…Năm 1977, đã có 54
Hệ thông tin địa lý khác nhau trên thế giới.Bên cạnh Hệ thông tin địa lý, thời kỳ này
còn phát triển mạnh mẽ các kỹ thuật xử lý ảnh viễn thám.Một hƣớng nghiên cứu kết
hợp Hệ thông tin địa lý và viễn thám đƣợc đặt ra và cùng bắt đầu thực hiện.Vào
cuối những năm 1970, kích thƣớc bộ nhớ và khả năng đồ họa đã đƣợc cải thiện.Các
sản phẩm máy tính lập bản đồ mới bao gồm GIMMS (Geographic Information
Making and ManagementSystems), MAPICS, SURFACE, GRID, IMGRID,
GEOMAP và MAP.
Vào năm 1980, M&S Computing (sau này là Intergraph), Environmental
Systems Research Institute (ESRI) và CARIS đã nổi lên với vai trò là những nhà
bán phần mềm GIS.Thời gian này cũng đánh dấu bởi sự nảy sinh các nhu cầu mới
trong ứng dụng GIS nhƣ: theo dõi sử dụng tối ƣu các nguồn tài nguyên, đánh giá
khả thi các phƣơng án quy hoạch, các bài toán giao thông…GIS trở thành một công
cụ hữu hiệu trong quản lý và trợ giúp quyết định.
Sang đến những năm 90, con ngƣời đã đạt đƣợc những thành tựu to lớn trong

kỹ thuật viễn thám (Remote Sensing) và hệ thống định vị toàn cầu GPS (Global
Positioning System). Xu hƣớng tích hợp RS và GIS, tích hợp RS, GIS và GPS đã
xuất hiện. Việc tích hợp ba công nghệ này đã hỗ trợ cho các nhà khoa học và các
5


nhà quản lý trong rất nhiều lĩnh vực khác nhau (quân sự, kinh tế, chính trị, văn hóa,
khoa học tự nhiên, khoa học vũ trụ, quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi trƣờng,
dự báo các tai biến…).
Vào cuối thế kỷ 20, sự phát triển nhanh chóng trên các hệ thống khác nhau
đã hợp nhất và chuẩn hóa trên một vài platforms và ngƣời sử dụng bắt đầu có khái
niệm về sử dụng GIS trên Internet.Thời kỳ này đánh dấu sự phát triển thật sự của
GIS. Cùng với sự kết hợp của hệ thống định vị toàn cầu (GPS) đã đem lại cho ngƣời
sử dụng nhiều công cụ hơn nhiều so với trƣớc đây.
Ở Việt Nam, công nghệ GIS đƣợc đƣa vào nghiên cứu và sử dụng vào
khoảng những năm 90. Các phần mềm GIS đƣợc sử dụng ở nƣớc ta rất đa dạng và
chủ yếu là các phần mềm thƣơng mại ngoại nhập nhƣ: Arc/Info, ArView, ArcGIS
(của ESRI), MGE, Geomedia (của Intergraph), Mapinfo (của Mapinfo); GRASS
(phần mềm mã nguồn mở do nhiều tổ chức phát triển)…
Đến nay, GIS đã đƣợc ứng dụng trong khá nhiều ngành nhƣ quy hoạch nông
lâm nghiệp, quản lý rừng, lƣu trữ tƣ liệu địa chất, đo đạc bản đồ, địa chính, quản lý
đô thị… Tuy nhiên, các ứng dụng có hiệu quả nhất mới giới hạn ở các lĩnh vực lƣu
trữ, in ấn các tƣ liệu bản đồ bằng công nghệ GIS. Các ứng dụng GIS thuộc lĩnh vực
quản lý, điều hành, trợ giúp quyết định hầu nhƣ mới dừng ở mức thử nghiệm, còn
cần thời gian và đầu tƣ mới có thể đƣa vào ứng dụng chính thức.
Ngày nay, GIS là một ngành công nghiệp hàng tỷ đô la với sự tham gia của
hàng trăm nghìn ngƣời trên toàn thế giới. GIS đƣợc dạy trong các trƣờng phổ thông,
trƣờng đại học trên toàn thế giới. Các chuyên gia của mọi lĩnh vực đều nhận thức
đƣợc những ƣu điểm của sự kết hợp công việc của họ và GIS.
1.3. Cơ sở dữ liệu GIS

1.3.1. Khái niệm cơ sở dữ liệu GIS
Các tập dữ liệu chứa thông tin có liên quan đến một cơ quan, một tổ chức,
một chuyên ngành khoa học tự nhiên hoặc xã hội đƣợc lƣu trữ trong máy tính theo
một qui định nào đó theo mục đích sử dụng đƣợc gọi là cơ sở dữ liệu (viết tắt
CSDL, tiếng Anh là Database).
Phần chƣơng trình để có thể xử lý, thay đổi dữ liệu này là hệ quản trị cơ sở
dữ liệu (HQTCSDL - Database management system). Theo nghĩa này HQTCSDL
6


có nhiệm vụ rất quan trọng nhƣ là một bộ diễn dịch (interpreter) với ngôn ngữ bậc
cao nhằm giúp ngƣời sử dụng có thể dùng đƣợc hệ thống mà ít nhiều không cần
quan tâm đến thuật toán chi tiết hoặc biểu diễn dữ liệu trong máy. Mục đích chính
của một hệ quản trị cơ sở dữ liệu là cung cấp một cách lƣu trữ và truy lục thông tin
trong cơ sở dữ liệu sao cho vừa thuận tiện vừa hiệu quả.
1.3.2. Cấu trúc cơ sở dữ liệu GIS
Cơ sở dữ liệu GIS gồm hai phần cơ bản là dữ liệu không gian (dữ liệu bản
đồ) và dữ liệu thuộc tính (dữ liệu phi không gian). Mỗi một loại dữ liệu có đặc
trƣng riêng và chúng khác nhau về yêu cầu lƣu trữ, xử lý và hiển thị.
Dữ liệu không gian
Khái niệm: Là dữ liệu có chứa trong nó những thông tin về định vị của đối
tƣợng. Nó là những dữ liệu phản ánh, thể hiện những đối tƣợng có kích thƣớc vật lí
nhất định. Thực chất là những mô tả số của hình ảnh bản đồ. Chúng bao gồm toạ
độ, quy luật và các ký hiệu dùng để xác định hình ảnh cụ thể của bản đồ trong một
khuôn dạng hiểu đƣợc của máy tính. Hệ thống thông tin địa lý dùng các dữ liệu
không gian để tạo ra một bản đồ hay hình ảnh bản đồ trên màn hình hoặc trên giấy
thông qua thiết bị ngoại vị. Có 6 loại thông tin bản đồ dùng để thể hiện hình ảnh bản
đồ và ghi chú của nó trong hệ thống thông tin địa lí nhƣ sau:
- Ðiểm (Point)
- Ðƣờng (Line)

- Vùng (Polygon)
- Ô lƣới (Grid cell)
- Ký hiệu (Sympol)
- Ðiểm ảnh (Pixel)
Dữ liệu không gian có hai mô hình lƣu trữ là Vector và Raster.
- Dữ liệu dạng Vector là các điểm tọa độ (X,Y) hoặc là các quy luật tính toán
toạ độ và nối chúng thành các đối tƣợng trong một hệ thống tọa độ nhất định.
- Dữ liệu Raster (ảnh đối tƣợng) là dữ liệu đƣợc tạo thành bởi các ô lƣới có
độ phân giải xác định. Loại dữ liệu này chỉ dùng cho mục đích diễn tả và minh hoạ
chi tiết bằng hình ảnh thêm cho các đối tƣợng quản lý của hệ thống.Một diện tích
địa lý đƣợc chia thành các hàng-cột, tạo nên các điểm ảnh (pixel).Độ lớn nhỏ của
các hàng/cột (hay điểm ảnh) tạo nên độ phân giải của dữ liệu. Ví dụ: điểm ảnh có
7


kích thƣớc 10 x 10 m. Vị trí điểm ảnh đƣợc xác định bởi số hàng/số cột. Dữ liệu
dạng raster có thể là dữ liệu thô (ảnh vệ tinh, file ảnh scan của bản đồ, file chụp của
máy ảnh số, …) hoặc là dữ liệu không gian của một số phần mềm GIS.
Lớp đối tƣợng (layer): Thành phần dữ liệu đồ thị của hệ thống thông tin địa
lý hay còn gọi là cơ sở dữ liệu bản đồ đƣợc quản lí ở dạng các lớp đối tƣợng. Mỗi
một lớp chứa các hình ảnh bản đồ liên quan đến một chức năng, một ứng dụng cụ
thể. Lớp đối tƣợng là tập hợp các hình ảnh thuần nhất dùng để phục vụ cho một ứng
dụng cụ thể và vị trí của nó so với các lớp khác trong một hệ thống cơ sở dữ liệu
đƣợc xác định thông qua một hệ toạ độ chung. Việc phân tách các lớp thông tin
đƣợc dựa trên cơ sở của mối liên quan logic và mô tả họa đồ của tập hợp các hình
ảnh bản đồ phục vụ cho mục đích quản lí cụ thể.
Cách thức tổ chức:
Để tiện phân tích và tổng hợp, dữ liệu không gian thƣờng đƣợc tổ chức thành
các lớp (layer/theme); cũng thƣờng đƣợc gọi là các lớp dữ liệu chuyên đề (thematic
layer).Mỗi lớp dữ liệu thƣờng biểu diễn một tính chất liên quan đến vị trí trên mặt đất.

Cách tổ chức dữ liệu thành các lớp chuyên đề cho phép thể hiện thế giới thực
phức tạp một cách đơn giản nhằm giúp hiểu biết các quan hệ trong thiên nhiên.
Cách thức lƣu trữ - Quan hệ không gian topology
Topology là mối quan hệ logic giữa vị trí của các đối tƣợng; là một lĩnh vực
toán học. Cấu trúc dữ liệu thuộc topology có lợi vì chúng cung cấp một cách tự
động hóa để xử lý việc số hóa, xử lý lỗi; giảm dung lƣợng lƣu trữ dữ liệu cho các
vùng vì các ranh giới giữa những vùng nằm kề nhau đƣợc lƣu trữ chỉ một lần; và
cho phép chúng ta cấu trúc dữ liệu dựa trên các nguyên lý về tính kề cận
(adjacency) và kết nối (connectivity) để xác định các quan hệ không gian. Phần lớn
cấu trúc dữ liệu mang tính topology là mô hình dữ liệu vectơ kiểu cung/nút
(arc/node).
Cung: là 1 chuỗi các đoạn thẳng nối giữa các nút, có nút đầu và nút cuối.
Nút: là nơi hai cung gặp nhau.
Điểm: là các nút độc lập.
Vùng: là chuỗi khép kín các cung.
Quan hệ không gian của các đối tƣợng trong các phần mềm GIS đƣợc xây
dựng theo khuôn dạng thích hợp. Thƣờng đƣợc lập thành 3 bảng (table) có quan hệ,
8


tƣơng ứng với 3 kiểu đối tƣợng: điểm, đƣờng và vùng do phần mềm tạo ra sau khi
kiểm tra lỗi số hóa (ví dụ: ArcInfo, AutoCAD Maps 3D,…)
1.3.3. Cơ sở dữ liệu thuộc tính
Cơ sở dữ liệu thuộc tính (hay còn gọi là dữ liệu phi không gian) là cơ sở dữ
liệu phản ánh tính chất của các đối tƣợng khác nhau.
Dữ liệu thuộc tính bao gồm dữ liệu thuộc tính định tính và dữ liệu thuộc tính
định lƣợng và thƣờng đƣợc cấu trúc theo dạng bảng gồm các hàng, cột. Mỗi hàng
bao gồm nhiều loại thông tin về một đối tƣợng nào đó nhƣ tên, diện tích,...Mỗi loại
thông tin khác nhau này gọi là một trƣờng, mỗi trƣờng đƣợc sắp xếp tƣơng ứng với
một cột.Việc sắp xếp dữ liệu phi không gian thành bảng gồm các hàng các cột nhƣ

trên rất thuận lợi cho quá trình tìm kiếm, cập nhật, sắp xếp dữ liệu phi không gian.
Dữ liệu thuộc tính có thể đƣợc vào trực tiếp từ các bảng dữ liệu, các tệp văn
bản hoặc thu nhận từ các phần mềm khác nhau.
1.3.4. Tổ chức cơ sở dữ liệu
Cơ sở dữ liệu là một gói dữ liệu đƣợc tổ chức dƣới dạng các Layer. Các
Layer có thể đƣợc tạo ra từ nhiều khuôn dạng dữ liệu khác nhau nhƣ: Shape files,
personal geodatabase, ArcInfo cover datasets, CAD drawings, SDE databases,
photo, image. Hiện nay, theo các chuẩn dữ liệu ISO-TC 211 và chuẩn dữ liệu của
Bộ Tài Nguyên và Môi Trƣờng, dữ liệu đƣợc tổ chức theo khuôn dạng chuẩn là
GeoDatabase.
GeoDatabase: là một cơ sở dữ liệu đƣợc chứa trong một file có đuôi là
*.mdb. Khác với shape file, GeoDatabase cho phép lƣu giữ topology của các đối
tƣợng. Cấu trúc của GeoDatabase nhƣ sau:

Hình 1: Tổ chức cơ sở dữ liệu - GeoDatabase
9


Feature dataset là tập dữ liệu đối tƣợng nằm ở bên trong của geodatabase cá
nhân và chứa các feature class có cùng phần mở rộng và cùng hệ tọa độ.
Feature class (nhóm đối tƣợng) là một trong các dữ liệu thƣờng hay sử dụng
nhất. Mỗi feature class bao gồm tập hợp nhiều đối tƣợng địa lý (geographic feature)
có cùng kiểu hình học (point, line, polygon) và có cùng thuộc tính. Các feature class
chứa đặc trƣng topology đƣợc xếp trong các feature dataset nhằm đảm bảo duy trì
hệ tọa độ chung cho dữ liệu bên trong. Dƣới feature class sẽ là các feature data.
Feature (đối tƣợng địa lý) là các spatial object (đối tƣợng không gian), có vị
trí địa lý (tọa độ xác định) và có quan hệ không gian.
Attribute Table là thuộc tính của từng lớp đối tƣợng, đƣợc lƣu giữ dƣới dạng
các bảng. Trong đó, các thuộc tính đƣợc thể hiện trong từng cột, mỗi đối tƣợng địa
lý ở trong mỗi hàng.

1.3.5. Chuẩn cơ sở dữ liệu GIS
Thông tin địa lý ngày càng chiếm vai trò quan trọng trong tất cả các hoạt
động của con ngƣời. Thu thập và xây dựng dữ liệu địa lý luôn chiếm phần lớn thời
gian cũng nhƣ chi phí cho các dự án GIS. Do đó, vấn đề chuẩn hoá - nhƣ là một
biện pháp thúc đẩy việc trao đổi dữ liệu đã đƣợc các tổ chức quốc tế, các quốc gia
và vùng lãnh thổ phát triển từ rất lâu. Hiện nay, chuẩn cơ sở dữ liệu đƣợc quy định
theo tiêu chuẩn ISO/TC211 của Tổ chức Tiêu chuẩn Quốc tế International Standard
Organization) và theo quy định của Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng [3].
1.4. Chức năng của Hệ thông tin địa lý GIS
Một phần mềm GIS có các chức năng cơ bản nhƣ sau: nhập dữ liệu, lƣu trữ
dữ liệu, điều khiển dữ liệu, hiển thị dữ liệu theo cơ sở địa lý và đƣa ra những quyết
định (Calkins và Tomlinson 1997). Có thể khái quát về các chức năng đó nhƣ sau:
* Nhập và hiệu chỉnh dữ liệu (entry and updating): Một trong những chức
năng quan trọng của GIS là nhập và hiệu chỉnh, bổ sung dữ liệu mà công việc đó
không tiến hành riêng rẽ. Bất kỳ một hệ thống nào cũng phải cho phép nhập và bổ
sung dữ liệu, nếu không có chức năng đó thì không đƣợc xem là một GIS vì chức
năng đó là một yêu cầu bắt buộc phải có. Việc nhập và bổ sung dữ liệu phải cho
phép sử dụng nguồn tự liệu dƣới dạng số hoặc dạng analog. Dạng dữ liệu không
gian nhƣ bản đồ giấy hoặc ảnh vệ tinh, ảnh máy bay phải đƣợc chuyển thành dạng
10


số và các nguồn tƣ liệu số khác cũng phải chuyển đổi đƣợc để tƣơng thích với cơ sở
dữ liệu trong hệ thống đang sử dụng [8].
* Chuyển đổi dữ liệu: chuyển đổi dữ liệu là một chức năng rất gần với việc
nhập, hiệu chỉnh và bổ sung dữ liệu. Nhiều phần mềm thƣơng mại cố gắng giữ độc
quyền bằng cách hạn chế đƣa các khuôn dạng dữ liệu theo dạng phổ cập. Tuy nhiên
ngƣời sử dụng phải lựa chọn để hạn chế việc phải số hóa thêm những tài liệu hiện
đang có ở dạng số.Trong thực tế, cùng một tƣ liệu nhƣng có thể tồn tại ở nhiều khuôn
dạng khác nhau.Vì vậy, đối với dữ liệu quốc gia, không thể chỉ lƣu giữ ở một dạng

thuộc tính riêng biệt mà cần thiết phải lƣu giữ ở nhiều khuôn dạng có tích chất phổ
biến để sử dụng đƣợc trong nhiều ứng dụng khác nhau.Nhƣ vậy, một phần mềm GIS
cần phải có chức năng nhập và chuyển đổi nhiều khuôn dạng dữ liệu khác nhau.
* Lƣu giữ dữ liệu: một chức năng quan trọng của GIS là lƣu giữ và tổ chức
cơ sở dữ liệu do sự đa dạng và với một khối lƣợng lớn của dữ liệu không gian: đa
dạng về thuộc tính, về khuôn dạng, về đơn vị đo, về tỷ lệ bản đồ. Hai yêu cầu cơ
bản trong việc lƣu trữ dữ liệu là: thứ nhất là phải tổ chức nguồn dữ liệu sao cho đảm
bảo độ chính xác và không mất thông tin, thứ hai là các dữ liệu cho cùng một khu
vực song các dữ liệu lại khác nhau về tỷ lệ, về đơn vị đo... thì phải đƣợc định vị
chính xác và chuyển đổi một cách hệ thống để có thể xử lý hiệu quả [8].
* Điều khiển dữ liệu (data manipulation): Do nhiều GIS hoạt động đòi hỏi dữ
liệu không gian phải đƣợc lựa chọn với một chỉ tiêu nhất định đƣợc phân loại theo
một phƣơng thức riêng, tổng hợp thành những đặc điểm riêng của hệ thống, do đó
GIS phải đảm nhiệm đƣợc chức năng điều khiển thông tin không gian. Khả năng
điều khỉển cho phép phân tích, phân loại và tạo lập các đặc điểm bản đồ thông qua
các dữ liệu thuộc tính và thuộc tính địa lý đƣợc nhập vào hệ thống.Các thuộc tính
khác nhau có thể đƣợc tổng hợp, nắm bắt một cách riêng biệt và những sự khác biệt
có thể đƣợc xác định, đƣợc tính toán và đƣợc can thiệp, biến đổi.
* Trình bày và hiển thị: đây cũng là một chức năng bắt buộc phải có của một
GIS. Không gian dƣới dạng tƣ liệu nguyên thủy hay tƣ liệu đƣợc xử lý cần đƣợc
hiển thị dƣới các khuôn dạng nhƣ: chữ và số (text), dạng bảng biểu (tabular) hoặc
dạng bản đồ. Các tính toán chung và kết quả phân tích đƣợc lƣu giữ ở dạng chữ và
số để dễ dàng in ra hoặc trao đổi giữa các lỗ phần mềm khác nhau. Các dữ liệu
thuộc tính có thể đƣợc lƣu ở dạng bảng biểu hoặc các dạng cố định khác. Bản đồ
11


đƣợc thiết kế để hiển thị trên màn hình hoặc lƣu dƣới dạng file để in. Nhƣ vậy, hiển
thị và in ra là những chức năng rất cần thiết của một GIS [8].
* Phân tích không gian: trƣớc đây, chỉ có 5 chức năng mô tả ở trên là đƣợc

tập trung, phát triển bởi những ngƣời xây dựng GIS. Chức năng thứ sáu là phân tích
không gian đƣợc phát triển một cách thần kỳ dựa vào sự tiến bộ của công nghệ và
nó trở nên thực sự hữu ích cho ngƣời ứng dụng.Những định nghĩa về GIS trƣớc đây
đã trở thành thực tiễn trên cơ sở ứng dụng trực tiếp chức năng phân tích không
gian.Tất nhiên các chức năng có thể khác nhau đối với từng hệ thống song đối với
một GIS sử dụng tƣ liệu bản đồ thì chức năng đó là bắt buộc.Với một hệ thống nhƣ
vậy thì các mô tả bằng lời có thể tổ chức thành các tham số riêng, các mô hình giải
thích, dự báo đều có thể thực hiện trong chức năng xử lý không gian [8].
1.5. Ứng dụng thực tế của GIS
Nhờ những khả năng phân tích và xử lý đa dạng, kỹ thuật GIS hiện nay đƣợc
ứng dụng phổ biến trong nhiều lĩnh vực, đƣợc xem là "công cụ hỗ trợ quyết định”
(decision - making support tool). Một số lĩnh vực đƣợc ứng dụng chủ yếu ở nhiều
nơi trên thế giới là:
- Nghiên cứu quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi trƣờng: Quản trị rừng
(theo dõi sự thay đổi, phân loại...); Quản trị đƣờng di cƣ và đời sống động vật hoang
dã; Quản lý và quy hoạch đồng bằng ngập lũ, lƣu vực sông.…
- Nghiên cứu điều kiện kinh tế - xã hội: Quản lý dân số; Quản trị mạng lƣới
giao thông (thuỷ - bộ); Quản lý mạng lƣới y tế, giáo dục, quản lý đô thị và các công
trình công cộng; Điều tra, quản lý hệ thống cơ sở hạ tầng và có hiệu quả cao trong
lĩnh vực địa chính.
- Nghiên cứu hỗ trợ các chƣơng trình quy hoạch phát triển: Hỗ trợ quy hoạch
và quản lý các vùng bảo tồn thiên nhiên; Đánh giá khả năng và định hƣớng quy
hoạch các vùng đô thị, công nghiệp lớn…
- Trong nghiên cứu sản xuất nông nghiệp và phát triển nông thôn: Thổ
nhƣỡng; Trồng trọt; Quy hoạch thuỷ văn và tƣới tiêu; Kinh tế nông nghiệp; Phân
tích khí hậu; Mô hình hoá nông nghiệp.

12

2. Đặc điểm tự nhiên Vƣờn Quốc gia Xuân Thủy
2.1. Vị trí địa lý
VQGXuân Thủy nằm ở phía đông nam huyện GiaoThủy, tỉnh Nam Định,
ngay tại cửa Ba Lạt của sông Hồng, toạ độ: từ 20°10' đến 20°15' vĩ độ Bắc và từ
106°20' đến 106°32' kinh độ Đông. Toàn bộ vùng đệm và vùng lõi của vƣờn nằm
trên địa phận các xã Giao Thiện, Giao An, Giao Lạc, Giao Xuân và Giao Hải.

Hình 2: Vƣờn Quốc giaXuân Thuỷ - Huyện Giao Thuỷ
Vùng triều của Vƣờn bao gồm: Bãi Trong, Cồn Ngạn, Cồn Lu và Cồn Xanh.
Tổng diện tích VQG Xuân Thủy là 15.100 ha (với 7.100 ha vùng lõi và 8.000 ha
vùng đệm), trong đó 12.000 ha thuộc khu Ramsar. Vùng lõi của VQG Xuân Thủy
bao gồm: Phần Bãi trong của Cồn Ngạn, toàn bộ Cồn Lu và Cồn Xanh. Vùng lõi có
diện tích đất nổi khi triều kiệt là 3.100 ha và đất còn ngập nƣớc là 4.000 ha [20].
Vùng đệm VQG Xuân Thủy có tổng diện tích 7.233,6 ha. Vùng này bao gồm
960 ha còn lại của Cồn Ngạn (ranh giới tính từ phía trong đê Vành Lƣợc đến lạch
sông Vọp), 2.632 ha của Bãi Trong cùng với phần diện tích tự nhiên rộng 3.641,6
ha của 5 xã Giao Thiện, Giao An, Giao Lạc, Giao Xuân, Giao Hải (Sở TNMT Nam
Định) [26].
13


2.2. Đặc điểm địa chất, địa mạo, địa hình
Địa chất
Cấu trúc địa chất:
Khu vực thuộc bờ phải cửa Ba Lạt nằm trong đới sụt lún trung tâm Đồng
bằng Sông Hồngđƣợc giới hạn bởi đứt gãy Sông Chảy và đứt gãy Vĩnh Ninh có đặc
điểm là sụt lún mạnh trong giai đoạn đầu tân kiến tạo Paleogen - Neogen và nâng
yếu trong giai đoạn Neogen - Đệ Tứ trên móng Mesozoi. Tốc độ hạ lún trung bình
trong suốt giai đoạn tân kiến tạo cho đến ngày nay là 0,1- 0,12 mm/năm (Nguyễn
Cẩn, 1989). Sự hình thành đới sụt kéo dài đồng hƣớng bởi hai đứt gãy này đã khống

chế dòng chảy sông Hồng đoạn từ nam Thái Bình đến cửa Ba Lạt. Đoạn bờ nằm
giữa hai đứt gãy này có tốc độ bồi tụ rất nhanh (100 m/năm) tạo thành bờ lồi dạng
cánh cung tiến ra biển.
Trầm tích tầng mặt
Trầm tích bề mặt rất đa dạng về nguồn gốc và kiểu trầm tích, mỗi kiểu lại có
đặc trƣng riêng về các thông số độ hạt, thông số địa hóa môi trƣờng và thành phần
khoáng vật.
Trầm tích hiện đại tầng mặt ven bờ chủ yếu là trầm tích hạt mịn có cấp độ
hạt thay đổi từ 0,001 mm đến 1 mm, trong đó hàm lƣợng cấp hạt 1 - 0,5 mm chiếm
10%, từ 0,25 - 0,01 mm chiếm 70% gồm 5 loại sau:
- Cát nhỏ có màu xám, xám vàng, thành phần khoáng vật chủ yếu là thạch
anh và mica. Chúng phân bố chủ yếu ở đới sóng vỡ và tạo nên các cồn (bar) cát ở
cửa sông nhƣ cồn Vành, cồn Thủ (cửa Ba Lạt) và các val cát ngầm ven bờ hoặc ở
hai phía cửa sông nhƣ cồn Mờ,...
- Trầm tích cát bột phân bố chủ yếu ở sƣờn bờ đón sóng của các cồn, val bờ
và thƣờng có màu xám nâu, xám ở khu vực bãi triều và mầu nâu vàng ở sƣờn bờ.
- Trầm tích bột có màu nâu hồng phân bố chủ yếu ở phía khuất sóng sau cồn
cát, val cát, trên các bãi triều có độ cao 0,5 - 1 m, còn ở sƣờn bờ ngầm chúng có mặt
ở độ sâu đến 2 m, đôi chỗ 4 m.
- Bột sét thƣờng gặp ở hai khu vực: ở sƣờn bờ ngầm chúng nằm bao quanh
trầm tích bột; ở vùng bãi triều chúng nằm trên các bề mặt trũng thấp của bãi triều
14


đƣợc phân bố ở dọc hai bên lòng dẫn của sông, lạch triều...
- Sét: trầm tích bùn sét phân bố chủ yếu ở các lạch triều, máng trũng và ở bề
mặt đáy biển sâu trên 10m.
Năm loại trầm tích này kết hợp với các yếu tố thủy văn đã quyết định tính đa
dạng về các kiểu đất ngập nƣớc (ĐNN) của Vƣờn Quốc gia Xuân Thủy.
Đặc điểm thổ nhưỡng:

Các trầm tích bề mặt trải qua các quá trình mặn hóa, phèn hóa, bồi tụ và lắng
đọng đã hình thành nên 4 nhóm đất chính với 12 loại có ý nghĩa lớn đối với sinh vật
và con ngƣời.
Nhóm đất phèn gồm đất phèn tiềm năng và đất phèn hoạt tính chiếm diện
tích khá lớn trong khu vực. Chúng có thành phần cơ giới trung bình với lớp phủ chủ
yếu là thực vật ƣa mặn, chua nhƣ sú, vẹt.
Nhóm đất mặn gồm 4 loại: đất mặn ít, đất mặn trung bình, đất mặn nhiều và
đất mặn sú vẹt. Tổng muối hoà tan từ 0,25 - 1%, thành phần muối kim loại kiềm
chủ yếu là Cl-, SO42-, CO32-, HCO3- đƣợc ƣu tiên để trồng RNM phòng hộ và nuôi
trồng thủy sản. Đất mặn ít chủ yếu để trồng lúa cho năng suất khá cao.
Nhóm đất phù sa bao gồm đất phù sa đƣợc bồi giàu dinh dƣỡng; đất phù sa
không đƣợc bồi, không glay hoặc glay yếu có thành phần cơ giới cát pha, thịt nhẹ
hoặc thịt trung bình; đất phù sa không đƣợc bồi, glay trung bình hoặc mạnh; và đất
phù sa không đƣợc bồi, glay mạnh và ngập úng vào mùa mƣa. Loại đất này rất phù
hợp để trồng lúa nƣớc, cây xen canh và cây ăn quả.
Nhóm đất cát đƣợc hình thành do tác động của biển, sông, dòng chảy nội
đồng và gió, phân bố ở các bãi cát và cồn cát ven biển. Đất nghèo dinh dƣỡng, có
phản ứng ít chua (pHKCl = 5,5 - 6,0) bao gồm đất cát thô hình thành trên các cồn cát
trẻ ở biển và các cồn cát cổ nằm sâu trong đất liền. Chúng chủ yếu đƣợc sử dụng để
trồng rừng phi lao chắn gió, xây dựng khu du lịch, bãi tắm, vật liệu lót để nuôi trồng
thuỷ sản. Cồn cát cũ đƣợc cải tạo thích hợp với nhiều loài cây trồng cạn.
Địa hình, địa mạo
Nằm rìa đồng bằng sông Hồng, khu vực VQG Xuân Thủy có dạng đồng
bằng châu thổ tƣơng đối điển hình. Địa hình nói chung bằng phẳng, đơn điệu.
15


Tính bằng phẳng chỉ bị phá vỡ bởi sự xuất hiện các cồn cát, các tuyến đê và một
vài gò đống nằm rải rác. Độ cao của đồng bằng có xu hƣớng nghiêng dần từ bắc
xuống nam, từ tây sang đông. Nét đặc trƣng của nó là sự phân chia thành hai khu

vực địa mạo chịu tác động khác nhau của con ngƣời. Ngoài các tuyến đê, hoạt
động của con ngƣời chỉ ảnh hƣởng có giới hạn thì ở phía trong các tuyến đê, các
hoạt động này đóng vai trò to lớn đối với sự biến đổi hình thái và động lực của
địa hình. Tuy nhiên, căn cứ vào các dạng địa hình bờ cổ sót lại và các tƣ liệu lịch
sử - khảo cổ, địa chất có thể khẳng định, khu vực này không phải là một dải
thống nhất, mà là tập hợp của nhiều thế hệ đồng bằng từ cuối Holocen muộn đến
nay [12]. Các dạng địa hình ở khu vực Giao Thuỷ có nguồn gốc do dòng chảy,
do sông - biển, do biển.
* Địa hình do dòng chảy
Địa hình dòng chảy (lòng sông và bãi bồi) là những thành tạo ngập nƣớc dọc
thung lũng sông. Trên đồng bằng, tại các đoạn bờ lồi của sông Hồng và các nhánh
của nó phát triển các bãi bồi thấp mà nó nguyên là lòng sông vào mùa mƣa lũ. Hiện
nay do hệ thống đê ngăn lũ nên dòng chảy sông bị khống chế. Các bãi bồi ven sông
và giữa lòng liên tục bị thay đổi hình dạng qua các mùa lũ. Càng về cửa sông các
bãi bồi càng rộng, bề mặt thấp dần và chuyển sang bề mặt có nguồn gốc hỗn hợp
khác nhau, cấu tạo bởi sét bột, bột sét pha cát mịn màu xám nâu tuổi Holocen muộn
thuộc hệ tầng Thái Bình. Địa hình khá bằng phẳng, hơi nghiêng về phía lòng sông.
Độ cao từ 0 - 3m và thƣờng xuyên đƣợc bồi đắp vào mùa lũ.
* Địa hình hỗn hợp sông - biển
Đây là dạng địa hình chiếm phần lớn diện tích, đƣợc hình thành trong quá
trình tƣơng tác sông - biển. Vật liệu cấu tạo chủ yếu gồm bột - cát, bột - sét và sét
bột… đặc trƣng cho tƣớng bãi triều hình thành trong quá khứ. Bề mặt địa hình bằng
phẳng, nghiêng thấp dần về phía biển và có nhiều dấu tích các lạch triều sót lại.
Hiện nay, dạng địa hình này đang đƣợc khai thác chính trong nông nghiệp.
Địa hình nguồn gốc biển
Bãi biển xói lở - tích tụ do sóng chiếm - ưu thế: Phân bố chủ yếu từ bờ biển ở
Giao Phong trở về phía tây nam, dọc theo bờ biển của xã Giao Lâm. Các bãi biển
này tạo thành một dải chạy dài theo hƣớng Đông Bắc - Tây Nam. Bãi đƣợc cấu tạo
16

bởi các trầm tích bở rời, bề mặt nghiêng thoải từ 0,008 - 0,0140. Hiện tƣợng xói lở
bờ ở đây đã xảy từ nhiều năm nay, làm mất đi nhiều vùng đất canh tác, các khu dân
cƣ, phá huỷ các công trình dân sinh và hệ thống đê biển. Tốc độ xói lở ở đây hàng
năm cũng thay đổi. Vào mùa gió đông bắc bờ thƣờng bị xói lở mạnh hơn do sóng và
dòng dọc bờ. Vào mùa gió tây nam, xói lở xảy ra yếu, thậm chí còn đƣợc bồi tụ.
Tuy nhiên, lƣợng bồi tích trong mùa hè không đủ để bù lại lƣợng bồi tích đã bị mất
đi trong suốt mùa đông. Kết quả là bãi biển có xu thế ngày càng lấn sâu vào lục địa,
dẫn đến tính bất ổn định và sự đe doạ tới các hệ thống đê, các khu dân cƣ và các
vùng đất canh tác ven biển.
Hệ thống các cồn cát tích tụ biển cổ: Các cồn cát này chính là các val bờ cổ,
thƣờng nằm song song với đƣờng bờ và luôn có xu hƣớng dịch chuyển về phía bờ
trong quá trình tiến hoá. Ven dải đồng bằng từ cửa Lân đến cửa Lạch Giang, các val
bờ cổ với kích thƣớc và hình thái rất khác nhau, có hƣớng đông bắc- tây nam ở phía
bắc và chuyển sang hƣớng á vĩ tuyến ở phía nam. Về cơ bản, hƣớng của chúng phù
hợp trên những nét chính với đƣờng bờ hiện nay.
Các cồn cát cổ thƣờng lớn hơn các cồn cát trẻ, song lại thấp hơn. Thƣờng
thƣờng, chúng có chiều cao từ 2 - 6 m so với bề mặt đáy. Trên bình đồ, đa số chúng
có dạng elip kéo dài hoặc đứng đơn lẻ, hoặc nối đuôi nhau.
Các bar cát hiện đại: Các bar cát hiện đại trong khu vực nghiên cứu chính là
các bar cửa sông. Chúng nhƣ những “ngƣời lính tiên phong” trong quá trình tiến ra
biển. Cồn Lu và Cồn Vành ở cửa Ba Lạt là những bar cửa sông điển hình cho khu
vực và cho toàn bộ delta sông Hồng. Về mặt hình thái và cấu tạo trầm tích trên mặt,
hệ thống Cồn Vành và Cồn Lu khá giống nhau.
Các kiểu bờ biển
Bờ biển xói lở: Xói lở là hiện tƣợng sóng phá huỷ bờ biển (thƣờng là bờ biển
đƣợc cấu tạo bởi các trầm tích bở rời) và mang vật liệu đi nơi khác, để lại dấu tích
thƣờng là các vách xói lở trên địa hình. Hiện tƣợng xói lở diễn ra phức tạp, thay đổi
theo không gian và thời gian, phụ thuộc vào nguồn cung cấp bồi tích và chế độ động
lực ở ven bờ (chủ yếu là sóng). Hiện tƣợng xói lở vẫn đang có xu hƣớng tiếp tục gia

tăng và đe doạ các vùng đất ở ven biển.

17


Bờ biển bồi tụ: Dải bờ biển từ Giao Hải trở lên phía bắc đƣợc xếp vào kiểu
bờ bồi tụ trong khu vực nghiên cứu. Trên thực tế vẫn quan sát thấy hiện tƣợng xói
lở xảy ra ở phía rìa ngoài Cồn Lu và cồn Vành do hình thái lồi của đƣờng bờ trong
vùng biển mở, dẫn đến sự hội tụ của năng lƣợng sóng ở đây. Tuy nhiên, hiện tƣợng
này chỉ xảy ra tạm thời và trong thời gian ngắn. Do lƣợng bồi tích phong phú từ
sông mang ra và sự phát triển của các bar cát ở phía trƣớc cửa sông nên hiện tƣợng
xói lở xảy ra nhƣng bờ biển ở đây vẫn đang liên tục đƣợc bồi đắp mở rộng ra phía
biển. Bởi vậy, đoạn bờ biển này đƣợc xếp vào kiểu bờ bồi tụ.
2.3.Đặc điểm khí hậu, thủy - hải văn
* Khí hậu
Là một huyện ven biển, khu vực nghiên cứu chịu ảnh hƣởng khí hậu nhiệt
đới nóng ẩm gió mùa, phân hoá sâu sắc theo mùa trong năm: mùa gió Tây Nam,
nóng và ẩm, kéo dài từ tháng 5 đến tháng 11 và gió mùa Đông bắc, lạnh và khô,
kéo dài từ tháng 11 đến tháng 5 năm sau. Nhiệt độ trung bình năm đạt 23 - 24oC,
tổng tích ôn đạt 8.500oC - 8.700oC. Mùa hè có nhiệt độ trung bình 27 - 29oC.
Tháng nóng nhất là tháng 7, nhiệt độ có thể đạt tới 38 - 39oC. Tháng lạnh nhất là
tháng 1 với nhiệt độ trung bình 16,7oC, đôi khi có thể xuống tới 4 - 5oC [1].
Do nằm sát biển nên độ ẩm không khí cao, trung bình trong năm đạt 84%,
nhƣng phân bố không đều giữa các tháng, phụ thuộc vào chế độ mƣa. Mùa đông độ
ẩm không khí dao động trong khoảng 77 - 81%, mùa hè trung bình đạt 84 - 86%.
- Chế độ mưa: Khu vực có chế độ mƣa phong phú và phân bố khá đồng đều;
lƣợng mƣa trung bình năm dao động từ 1.520-1.850 mm/năm; Mùa mƣa kéo dài từ
tháng V đến tháng X, chiếm tới 85 - 90% lƣợng mƣa năm, tập trung chủ yếu vào
tháng VII, VIII và IX. Tháng có lƣợng mƣa nhỏ nhất là tháng XII và tháng I. [1].
- Chế độ gió: Khu vực chịu sự chi phối của hệ thống gió mùa. Mùa gió đông

bắc với hƣớng gió thịnh hành là bắc, đông bắc với tốc độ trung bình 4,0 - 4,5 m/s.
Mùa gió tây nam, hƣớng gió chính là nam và đông nam với tốc độ gió trung bình
đạt 3,2 - 3,9 m/s, cao nhất vào các tháng tháng V - VII. Vùng nghiên cứu còn chịu
ảnh hƣởng của dải hội tụ nhiệt đới, do đó, thƣờng chịu tác động của gió bão, với sức
gió đạt 45 - 50 m/s. Bão thƣờng tác động xấu đến tài nguyên thiên nhiên, môi
18